100tpd新农村生活废水一体化MBR技术方案.docx

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100tpd新农村生活废水一体化MBR技术方案

100tpd新农村生活废水一体化MBR技术方案

100tpd一体化生活废水处理装置

技

术

方

案

XXXX环保科技有限公司

二零一六年五月

第一章概述

1.1项目概述

项目名称：

新农村生活废水一体化处理设施

处理能力：

100m3/d设计。

排放标准：

《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）城市绿化。

1.2公司简介

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

1.3本方案编制的总体思路

1、确保出水稳定达到相应排放标准，运行稳定、可靠、实用；

2、采用合理有效的治理工艺技术，以确保整体建设投资的经济性、合理性与有效性，同时尽量降低建成后的运行维护成本；

3、在污水站运行处理过程中，确保其运行维护的便利与稳定可靠，要尽量将对环境的影响如噪音、异味降低到最低。

并且在工程建设中将环境影响降低到最低；

4、污水处理站整体设计优化简洁，与生产环境统一协调，应确保污水站长期运行成本较低。

第二章污水处理系统设计依据

2.1遵循的设计标准和规范

（一）、给排水部分

1、《室外给水设计规范》GB50013-2006

2、《室外排水设计规范》GB50014-2006

3、《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003

4、《污水综合排放标准》GB8978-1996

5、《地表水环境质量标准》GB3838-2002

6、《污水综合排放标准》GB8978-1996

7、《四川省污水排放标准》DB51/190-93

8、《膜分离法污水处理工程技术规范》HJ579-2010

（二）、建筑及电气部分

1、《建筑防雷设计规范》GB50057-94

2、《建筑制图标准》GB/T50104-2001

3、《总图制图标准》GB/T50103-2001

4、《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93

5、《低压成套开关设备和控制设备》IEC-439

（三）、结构部分

1、《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001

2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002

3、《构筑物抗震设计规范》GB50191-93

4、《砌体结构设计规范》GB50003-2001

5、《地下防水工程技术规范》GB50108-2001

6、《给水排水构筑物施工及验收规范》GBJ141-90

2.2主要政策法律

1、《中华人民共和国环境保护法》（2014年4月修订）

2、《中华人民共和国水污染防治法》（1984年11月）

3、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（1989年5月）

4、《国务院关于环境保护若干问题的决定》（1996年31号文）

5、《污水处理设施环境保护、监督管理办法》（1989年5月）

6、《水污染防治行动计划》（2015年4月）

2.3设计遵循的基础资料

1、与业主单位交流中获知的本项目相关资料、数据；

2、本公司以往治理同类工业废水的相关实践经验。

2.4主要指导思想和设计原则

1、认真贯彻执行国家环境保护方针政策，遵守国家有关法规、标准；

2、根据污水水质和处理要求，合理选择工艺路线，要求处理技术先进，工艺自动化程度高，处理出水水质达标排放。

运行稳定、可靠。

在满足处理要求的前提下，尽量减少占地和投资；

3、设备选型要综合考虑性能、价格因素，设备要求高效节能，噪音低，运行可靠，维护管理简便；运行噪音、不良气体及污泥处置过程中不造成二次污染；在处理达标前提下尽量降低投资成本；

4、池体合理布局，并与现场的给排水系统相匹配。

污水处理站平面和高程布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理；工程布局适合建设方整体要求；

5、工程设备及其材料运行稳定可靠、使用寿命长，运行成本低廉。

2.5工程设计范围

（1）、本工程设计方案编制范围包括废水处理工程工艺确立、设备选型、构（建）筑物结构及电气控制设计和工程估算、经济分析，提供相应的工艺流程高程图和平面布置图；

（2）、设计范围从废水进入废水处理站进口前一米至达标排放口后一米范围，不包括废水收集管网设计；

（3）、本设计中的投资估算不包括征地、特殊地质条件的处理、高压配电系统及三通一平费用，工程监测及其它相关前期费用另行作预算；

（4）、本废水处理站的围墙、绿化及配套景观投资不在估算之内。

第三章设计水质水量

3.1污水来源

本污水处理系统的污水主要来新农村生活污水排水。

3.2污水性质

生活污水。

3.3污水水量

根据业主单位估算，生活污水处理能力设计为100m3/d。

3.4污水进水水质

由于业主方未提供具体进水参数，本项目设计进水水参考一般生活污水水质进行设计。

序号

项目

进水

1

COD（mg/l）

300

2

BOD（mg/l）

150

3

SS（mg/l）

200

4

氨氮（mg/l）

40

5

pH值

6-9

6

动植物油类

20～30mg/L

3.5设计出水水质

设计出水水质，要求达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）城市绿化标准。

序号

项目

出水

1

色度（倍）

≤30

2

BOD（mg/l）

≤20

3

浊度（NTU）

≤10

4

氨氮（mg/l）

≤20

5

pH值

6-9

6

总大肠菌群（个/L）

≤3

第四章工艺设计

4.1水质分析

1）本项目污水来水不均匀程度较高，水质、水量变化较大（KZ=2.0），由于水量与水质具有较大的不均匀性，因此必须考虑设置均质均量的调节池，建议与化粪池合建。

2）本类废水BOD/COD值约0.5，可生化性较高。

3）排放要求中对病毒指标有要求。

4）根据排放标准对污水排放的要求，本污水处理工艺除了去除有机物外还应能去除氨氮，使出水达到排放要求。

4.2工艺选择

根据上述进出水水量和水质的情况，我公司拟选用一体化MBR膜生物反应器工艺作为本项目的主体工艺。

详细工艺流程如下：

化粪池

人工格栅

生活废水

调节池

一体化MBR反应器

人工定期清掏

UV消毒

清水池

达标排放

反洗

次氯酸钠

剩余污泥

水解酸化池

4.3工艺说明

1）人工格栅

本工程原水为小区生活废水，由于排入下水道难免有大块的悬浮物，因此在进入调节池之前需要设置一级人工格栅，以避免堵塞后续迸发管道系统。

2）调节池

由于农村生活废水非24小时连续均匀排放，特别是在凌晨几乎没有排放废水，水量波动较大。

因此需要设计一座调节池，以调节水量波动。

3）MBR膜生物反应器

膜-生物反应器（MembraneBio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。

以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。

主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。

膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥龄（SRT）可延长至30天以上。

膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。

由于MBR膜生物反应器具有自动化程度高的优点，可以有效降低人工劳动强度，不需要专职操作人员，只需要定期维护即可。

MBR膜生物反应器特点：

1、脱氮效果好；

2、抗负荷冲击能力强；

3、污泥龄长、剩余污泥量少；

4、系统易实现自动控制，操作管理方便；

5、污染物的去除效率高、出水水质好、可直接回用；

6、水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）完全分离；

7、生物浓度高达8-12g/l、容积负荷大、占地省。

MBR膜工艺流程示意图

一体化地上式MBR工程案例图

一体化MBR局部剖切图

4）UV消毒

由于生活废水中经过化粪池，废水含有较多的致病菌，因此在废水排放之前需要设置紫外光灭菌装置。

5）剩余污泥

由于MBR工艺可以有效富集好氧池的污泥浓度，因此MBR池的污泥龄也相应的较普通活性污泥法长，污泥自身消耗较大，剩余污泥量较少。

好氧系统产生的剩余污泥量排入化粪池，定期清掏化粪池时排出。

第五章工程设计

设计说明：

本一体化设备主体设备设计使用10年，MBR膜设计使用寿命3-5年。

5.1人工格栅

功能：

拦截大块的固体悬浮物。

设计要求：

选用4目304不锈钢钢丝网制作400×400×600mm不锈钢钢丝网兜，加装于化粪池排水口。

5.2调节池

Ø功能：

调节水质水量。

Ø土建构筑物及主要设备技术参数

序号

项目

技术参数

单位

数量

1

调节池

1.1

结构

与化粪池合建，采用地埋式，钢混

座

1

1.2

设计尺寸

4.0×2.5×3.5m，有效容积30m3，有效停留时间6h

2

配套设备

2.1

潜水泵

Q=5m3/h，H=16m，N=0.75kW。

台

2

2.2

导杆式浮球液位计

带4-20mA输出

台

1

5.3水解酸化池

Ø功能：

分解大分子有机物，提高可生化性。

Ø土建构筑物及主要设备技术参数

序号

项目

技术参数

单位

数量

1

水解酸化池

1.1

结构

钢混

座

1

1.2

设计尺寸

3.5×2×3.5m，有效容积21m3，有效停留时间2.8h

2

配套设备

2.1

搅拌机

N=1.1kW。

台

2

2.2

导杆式浮球液位计

带4-20mA输出

台

1

5.3一体化MBR膜生物反应器

Ø功能：

降解废水中的COD，氨氮，SS，总磷等指标。

Ø土建构筑物及主要设备技术参数

序号

项目

技术参数

单位

数量

1

调节池

1.1

结构

一体化MBR膜生物反应器，地上式碳钢结构，反应器内部采用玻璃钢防腐，外部采用油漆防腐。

座

1

1.2

设计尺寸

2.4×11.0×3.3m

2

配套设备

2.1

自吸泵

Q=5m3/h，H=16m，N=1.1kW

台

2

2.2

浸没式MBR膜组件

膜材质PVDF，机架304，膜通量12L/m2·h

m2

450

2.4

导杆式浮球液位计

带4-20mA输出

台

1

2.5

罗茨风机

Q=3.27m3/min，P=39.2kPa，N=4.0kW

台

2

2.6

曝气头

Ø250mm，

个

60

2.7

加药计量泵

Q=55L/min，P=5bar，N=0.25kW

台

2

2.8

在线pH

4-20mA输出

台

1

2.9

污泥回流泵

Q=5m3/h，H=16m，N=1.1kW

台

2

2.10

反洗泵

Q=5m3/h，H=16m，N=1.1kW

台

2

2.11

水帽

250L，DN15

个

20

2.12

活性炭

装填高度1000mm

m3

2.4

5.4UV消毒

Ø功能：

利用紫外光灭杀MBR产水中残留的致病菌。

Ø主要设备技术参数

序号

项目

技术参数

单位

数量

配套设备

1

紫外光消毒器

Q=5m3/h，N=2.5kW

台

1

第六章电器与控制

6.1概述

为了保证污水处理站生产的稳定的效率，减轻劳动强度，改善工作环境，同时为了实现污水处理现代化生产管理，因此在本工程的自控仪表设计中，充分考虑到污水站工艺的特点，选用质量可靠的先进可编程序控制系统，以保障检测数据的准确和控制的及时有效。

本工程拟采用PLC控制系统，对污水处理站的工艺过程进行自动控制、集中管理。

PLC控制系统由可编程序逻辑控制器（PLC）及检测仪表组成。

拟在配电间内设PLC控制系统。

6.2PLC控制操作设计

整个处理系统控制采用PLC程序控制器作为中央控制器，以控制正常处理水量的工作程序。

程序主要控制调节池的二台污水提升泵；生化设备曝气时的二台鼓风机的相互切换工作；MBR系统的自动排水和污泥回流。

6.2.1污水提升泵及生化设备进水

污水泵采用WQ型抗堵塞、撕裂型潜污泵。

该泵排泥能力强、无堵塞，能有效通过直径30mm固体颗粒。

调节池污水提升泵采用两台，分工作泵和备用泵，功率为0.75kw；污水提升泵的启动受调节池浮球液位控制器控制，高水位开泵，低水位停泵。

浮球开关由全密封的玻璃结构的水银开关构成，外部的泡沫塑料作载体，浮球液位控制器根据调节池液位分设二只。

当浮球液位控制器及污水提升泵出现故障而导致系统无法出水时，调节池的污水由超水位警戒排放口直接排入市政管网，待故障排除后由人工复原至自动运行状态。

污水经潜污泵提升后进入生化设备。

系统设备进入正常处理进水状态。

6.2.2鼓风机

风机采用山东鼓风机厂生产的罗茨风机，该风机噪声小，使用寿命长。

污水处理系统中采用二台风机，型号为ZW-306，功率为4.0kw，正常处理水量状态为一用一备，并且在4.0小时内自动交替使用，系统设备进入正常处理曝气状态。

6.2.3MBR抽排水

MBR产水泵按抽9分钟停1分钟，方式运行。

且每隔1个小时反洗1次。

第七章污水处理设施布置

根据工程主体设计意图，基地总平面情况而因地制宜，合理布局。

着重从工艺流畅性，对外环境影响，保养维修方面几点出发。

污水处理设施主体位于地上，为避免污水处理工程中废水产生的臭气对周围环境产生影响，主体设备采取全封闭式。

调节池则采取与化粪池合建的方式，全地埋式，上部覆土，可种植草皮等植物。

第八章环境影响分析

8.1污泥处理

剩余污泥排入化粪池，定期由环卫部门统一处理，周期为6个月。

8.2防渗措施

本污水处理主体设备采用碳钢防腐，调节采用钢筋混凝土结构，为了避免地下水渗入或污水渗出，钢筋混凝土采用防渗设计，并在混凝土池内壁用20mm厚1:

2水泥浆粉刷，池外壁用851防水涂料，保证设备本体耐腐寿命，以防止二次污染。

8.3防腐措施

本污水处理站主体设备内部采用环氧树脂玻璃钢防腐，外部采用环氧富锌底漆两遍、醇酸酯面漆2遍。

管道选用耐酸碱的UPVC化工管。

8.4除臭措施

主要反应器采取全封闭式，检修孔加盖，留通气帽，后续加有活性碳过滤器。

8.5降噪措施

本污水处理站最主要的噪声来源是鼓风机，为此我们采用一系列措施降低噪声。

本污水处理站采用国内优质罗茨鼓风机，在风机进风口上安装消声器，在出风口上安装可曲挠橡胶接头，以减少振动产生的噪声。

一体化设备，设备间部分采取隔音窗和隔音门防止噪声污染。

以上一系列的措施，污水处理站的噪声可符合城市区域环境噪声标准（GB3093-97）中的二类标准，白天≤60db,夜间≤50db。

第九章运行管理

9.1人员编制

由于本污水处理站机械化、自动化程度高，因此人员仅需一名，且只需兼职。

9.2动力计算

污水处理工艺电气控制采用集中控制，总装机功率为19.1kw，运行功率为6.95kw，共有用电设备4台，具体用电设备如下所示。

序号

名称

功率（kw）

运行数量（台）

总功率（kw）

1

废水提升泵

0.75

1

0.75

2

曝气风机

4

1

4

3

MBR排水泵

1.1

1

1.1

4

MBR回流泵

1.1

1

1.1

5

合计

6.95

5.1

6.95

动力费：

电费按每度0.50元计，用电系数按0.8计，则：

E1=6.95×0.5×0.8÷5=0.556元/吨水

9.3成本分析

由于本项目MBR药洗，1-6个月药洗1次，单次清洗只需要少量的化学药剂，药剂成本可以忽略不计。

本项目采用西门子200PLC自控系统，MBR工艺自动化程度较高，日常只需要定期巡视和维护，不需要专职人员操作。

因此，本项目日常运行主要成本为电费。

本工程污水的单位运行成本为≈0.556元/m3水。

对于中小水量的生活污水处理而言，处理成本很低（设备折旧费未计入）。

9.4技术管理

1）按设备产品说明书的要求和结合实际运行情况定期维修保修各类机械设备。

2）通过系统调试和运行确定最佳工艺条件，并根据实际运行情况进行适当调整。

3）定期清理、外运格栅分离出的栅渣、杂物。

4）定期根据维护手册药洗MBR膜保障膜通量。

第十章服务承诺

10.1设计阶段

1）组建专项设计组

为保证优质、高效地完成工程设计，组建专项设计组，充分发挥技术优势，严格把关，精心设计。

2）质量控制

严格按照ISO质量体系标准的要求，制定和实施质量计划。

3）投资控制

（1）、精心设计，合理编制工程概算，以达到工程造价的设计控制。

（2）、严格执行设计变更审批制度，控制工程实施过程中的设计变更以达到工程造价的设计控制。

4）进度控制

把好各阶段的设计进度，以保证工程的顺利实施。

10.2施工阶段

1）负责整个工程的安装，严格抓好施工质量。

2）积极配合建设方进行设备及土建工程的验收，编制竣工验收报告及竣工图。

3）精心编制施工图预算，做好投资控制。

4）严格按照设备清单采购和生产，严把采购设备质量关。

5）一体化设备测试合格才能出厂。

10.3试运行阶段

1）提供本工程完善的工程操作维护手册，包括工程的介绍、工艺的运行过程，设备的操作维护、日常管理及运行记录等全套资料。

2）在试运行开始之前，配合建设方对本工程日后管理人员进行上岗培训。

3）在建设单位的积极配合下，按时完成本工程的单机试运行工作。

10.4调试验收阶段

1）积极组织设备调试，详细填写运行记录。

2）及时总结调试经验，优化运行参数。

3）根据水质条件，合理调整电气设备运行时间，节约运行成本。

4）配合建设单位进行环保验收。

10.5售后服务

1）工程保修期为一年，即调试合格后一年内，免费上门维修，协助优化工程运行。

2）在接到用户保修通知后24小时内售后服务人员赶到现场，及时解决设备在运行中出现的问题。

3）一年后，定期对工程进行回访，提供技术咨询服务。

工程实行终身维修，保修期后只收取成本费。

4）为加强与用户联系，及时反馈用户信息，本厂在各地设立多家办事机构，及时为用户解决设备在运行中发生的问题。

5）提供各类环保咨询服务。

第十一章工程投资估算

序号

费用名称

说明

估算金额（万元）

备注

一

设备价格

二

运输费用

设备总报价×

1%

三

税费

10%

建安税按6%取费，如需开增值税，则应按工程总额10%取费

四

工程总价

60

报价为银行现金转账，如以承兑汇票形式交付，则总价需上浮3.5%

备注：

本投资概算不包括污水管网、场平、地基处理等费用。